CH370810A

CH370810A - Tube heat exchanger in which the tubes are elastically fastened in tube sheets

Info

Publication number: CH370810A
Application number: CH7124159A
Authority: CH
Inventors: Kral Vaclav
Original assignee: Z V I Narodni Podnik
Priority date: 1958-03-25
Filing date: 1959-03-25
Publication date: 1963-07-31

Description

  

      Rohrwärmeaustauscher,    bei welchem die Rohre in Rohrböden elastisch befestigt sind    Die Erfindung bezieht sich auf einen     Rohrwärme-          austauscher,    bei welchem die Rohre in Rohrböden  elastisch befestigt sind.  



       Wärmeaustauscher    für ortsfeste Anlagen sind  bereits in verschiedenen Varianten bekannt und er  füllen die an sie gestellten Forderungen weitgehend.  Bei     Wärmeaustauschem    für Gasturbinen entstehen  jedoch zusätzliche Schwierigkeiten, indem diese       Wärmeaustauscher    sehr unterschiedlichen     thermi-          sehen    Belastungen unterliegen.

   Schwierig ist insbeson  dere die Befestigung von dünnwandigen     Wärme#-          austauschrohren    an massiven     Wärmeaustauschböden,     an welche bedeutende Festigkeitsansprüche gestellt  werden und wobei letztere eine vergleichsweise grosse       thennische    Trägheit aufweisen und sich bei Bela  stungsänderungen nur langsam den geänderten Tem  peraturen anpassen. Dies verursacht häufig Störun  gen an solchen     Wärmeaustauschern    bei unterschied  licher Belastung.  



  Die angeführten Nachteile werden durch die vor  liegende Erfindung beseitigt. Diese ist dadurch ge  kennzeichnet,     dass    jeder Boden um die Öffnung für  den Einsatz des betreffenden     Wärmeaustauschrohres     herum zu einem Stutzen verlängert ist, wobei das       Wärmeaustauschrohr    derart in die Öffnung eingesetzt  ist,     dass    zwischen dem Boden mit dem Stutzen und  dem     Wärmeaustauschrohr    ein Ringraum für die  Wärmeabschirmung des in den Rohrboden hinein  ragenden Teiles des     Wärmeaustauschrohres    gegen  über dem Boden entsteht.  



  Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen  standes sind in der Zeichnung veranschaulicht.  



       Fig.   <B>1</B> und 2 zeigen<B>je</B> einen Längsschnitt durch  die elastische Befestigung der     Wärmeaustauschrohre     im Rohrboden eines     Wärme#austauschers    bei ver-         schiedener    Ausführung der Enden der     Wärmeaus-          tauschrohre.     



  Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist jedes       Wärmeaustauschrohr   <B>1</B> in der     betreffen-den    Öffnung  des Rohrbodens<B>3</B> des     Wärmeaustauschers    mit Spiel  eingesetzt, wobei im so entstandenen Ringraum sich  stagnierendes Gas befindet, so     dass    eine Wärmeab  schirmung zwischen dem in den Rohrboden<B>3</B> hinein  ragenden Teil des Rohres<B>1</B> und dem Rohrboden<B>3</B>  entsteht. Aus dem Rohrboden<B>3</B> des     Wärmeaus-          tauschers        ist    für jedes Rohr<B>1</B> ein Stutzen 2 heraus  gearbeitet, an welchen das     Wärmeaustauschrohr   <B>1</B>  angeschweisst ist.

   Auf diese Weise wird die Länge des  den vorerwähnten Rohrteil wärmeabschirmenden  Ringraumes vergrössert. Der Rohrboden<B>3</B> ändert  seine Temperatur infolge seiner beträchtlichen Masse  nur langsam im Gegensatz zu den Rohren<B>1.</B> Durch  die     vorbeschriebene    elastische Befestigung der       Wärmeaustauschrohre   <B>1</B> im Rohrboden<B>3,</B> indem  erstere nur an der Schweissstelle mit dem Rohrboden  <B>3</B> in Berührung stehen, können die Wärmespannungen  in diesen beiden Teilen unter den zulässigen Wert bei  sich beliebig ändernder     Wännebelastung    des     Wärme-          austauschers    gehalten werden.



      Tube heat exchanger in which the tubes are fastened elastically in tube sheets The invention relates to a tube heat exchanger in which the tubes are fastened elastically in tube sheets.



       Heat exchangers for stationary systems are already known in various versions and they largely meet the demands placed on them. In the case of heat exchangers for gas turbines, however, additional difficulties arise in that these heat exchangers are subject to very different thermal loads.

   In particular, it is difficult to attach thin-walled heat exchange tubes to massive heat exchange floors, which are subject to significant strength requirements and where the latter have a comparatively high thermal inertia and only slowly adapt to the changed temperatures when the load changes. This often causes Störun conditions on such heat exchangers with different loads.



  The stated disadvantages are eliminated by the present invention. This is characterized in that each base around the opening for the use of the relevant heat exchange tube is extended to form a socket, the heat exchange tube being inserted into the opening in such a way that an annular space for heat shielding between the base with the socket and the heat exchange tube of the part of the heat exchange tube protruding into the tube sheet is produced above the base.



  Two embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in the drawing.



       FIGS. 1 and 2 each show a longitudinal section through the elastic fastening of the heat exchange tubes in the tube sheet of a heat exchanger with different designs of the ends of the heat exchange tubes.



  As can be seen from the drawing, each heat exchange tube <B> 1 </B> is inserted with play in the relevant opening of the tube sheet <B> 3 </B> of the heat exchanger, with stagnant gas being located in the annular space thus created, so that a heat shield is created between that part of the tube <B> 1 </B> protruding into the tube sheet <B> 3 </B> and the tube sheet <B> 3 </B>. From the tube sheet <B> 3 </B> of the heat exchanger, a connecting piece 2 is made for each tube <B> 1 </B>, to which the heat exchange tube <B> 1 </B> is welded.

   In this way, the length of the annular space which heat-shields the aforementioned tubular part is increased. The tube sheet <B> 3 </B> changes its temperature only slowly as a result of its considerable mass in contrast to the tubes <B> 1. </B> Due to the above-described elastic fastening of the heat exchange tubes <B> 1 </B> in the tube sheet <B> 3 </B> because the former are only in contact with the tube sheet <B> 3 </B> at the weld point, the thermal stresses in these two parts can fall below the permissible value with any change in the heat load on the heat exchanger being held.

Claims

PATENT CLAIM Tubular heat exchanger in which the tubes are elastically fastened in tube sheets, characterized in that each base (3) around the opening for the use of the relevant heat exchange tube (1) is extended around to a connecting piece (2), the heat exchange tube (1) being inserted into the opening in such a way that between the bottom (3) with the connecting piece (2 ) and the heat exchange pipe (1)

an annular space for the heat shielding of the part of the heat exchange tube (1) that protrudes into the reed floor is created with respect to the floor (3) . SUBSTITUTE SHEET Tube heat exchanger according to claim, characterized in that the heat exchange tube (1) is connected at its opened or rolled-out edge to the socket (2) along the entire circumference by a flanged weld seam.